メタノールを回収･濃縮できる新吸着材を開発―青色顔料のプルシアンブルーを改良して成果：産業技術総合研究所
(2023年2月16日発表)
(国)産業技術総合研究所は2月16日、青色顔料のプルシアンブルーを化学的に改良し、メタノールを回収･濃縮できる新しい吸着材を開発したと発表した。廃ガス中に含まれ、現在は燃焼処理されているメタノールの資源化が期待できるという。
メタノールはプラスチック原料や溶剤などとして広く利用されている化合物。大気中に放出されると大気汚染の原因となるため、燃焼などにより無害化処理されている。
メタノールが有用資源としてこれまで回収･再利用されてこなかったのは、廃ガス中のメタノールを活性炭などの吸着材で回収すると、メタノールと親和性の高い水蒸気が同時に吸着され、メタノールだけを水と分けて取り出すことが難しかったことによる。
そこで、研究グループは水に比べてメタノールをより強く吸着する材料の開発を目指し、今回、青色顔料であり、またアンモニアやセシウムなどの吸着材でもあるプルシアンブルーを用いてその開発に成功した。
開発したのは、プルシアンブルーを構成する金属イオンの種類と組成をメタノールの分子構造に合わせて最適設計する技術。マンガン（Mn）とコバルト（Co）がシアノ基で架橋されたMn-Coプルシアンブルーが、水蒸気を含む大気中の希薄な気体のメタノールを吸着することを発見し、今回の成果を得た。
水蒸気が共存するガスからの吸着性能を活性炭と比較したところ、吸着量は活性炭の5倍以上であった。水に比べてメタノールを強く吸着し、メタノール回収の際に同時に吸着してしまう水蒸気を70℃の加熱処理で脱離・除去できる。
水蒸気を除去したのち、150℃に加熱することで95％の高濃度なメタノールを液体として回収可能という。
開発した回収･濃縮プロセスの消費エネルギーを試算したところ、95％の高濃度なメタノールを得るために必要なエネルギーは、燃焼処理に必要な燃焼エネルギーよりも、また、メタノールを天然ガスから製造するエネルギーよりも低かった。これまで無害化処理してきたメタノールなどの有機溶媒を資源として再利用する資源循環型社会の実現につながる成果という。
今後回収メタノールのさらなる高純度化を目指すとともに、連携企業を募って共同研究を進め、実用化につなげたいとしている。
